电流源(08-100)

　　感应电压是负载与置位电压和的一半。增益为“2”可使输出为置位电压与负载电压之和，在Vset和Rset上为固定值。运算放大器输出端的电压是比负载电压更易于管理的置位电压。就上面给出的例子来说，若采用具备 ±5 V电源以及轨至轨输出的运算放大器，那么如果设置电压为 0.5 V，该设计方案就能支持 ±4.5 V 的Vload 范围。这种设计方案的最大局限性在于它需要使用两个运算放大器，第二个运算放大器用于将负载电压与 Rset 电阻相隔离。我们可以采用其他办法来隔离信号，而不需要额外的运算放大器。

　　改进的压控单运算放大器电流源

　　我们此前讨论的电流源采用第二个运算放大器来缓冲衰减器的负载电压。如果将该运算放大器配置为缓冲器，则其在理想情况下具有无穷大的输入阻抗与零输出阻抗。如果将无穷大隔离，那么这种情况的确令人满意。但是，多高才算是无限?作为工程师，我们接受的训练是，应当尽量使问题简单化。工程技术与严谨的科学研究不一样，我们只要达到“非常接近”就足够了。我们可用一个更简单的模型，允许一定的误差，而不必采用精确但更加复杂的模型。这对从事物理科学研究的人来说简直无法容忍，因为他们的模型往往是建立在诸如理想球体、无限长的导线与点的质量等概念的基础上。现实世界中的复杂问题需要采用尽可能简单的模型来解决。鉴于上述情况，我们将无限定义为极大，大到不会造成问题;而将零定义为极小，小到可以忽略。这一定义随具体问题而有所变化。我们可选择远远大于置位电阻的衰减器电阻来实现令人满意的隔离效果。具体拓扑结构如图5所示。

　　图 5 改进的单运算放大器可变电流源

　　就本拓扑结构而言，衰减器电阻与置位电阻之间会有相互影响。负载电压的计算如下式所示：

　　将两个电压项分开，就得到以下方程式：

　　去除隔离缓冲器会使电流略微增加，同时产生寄生阻抗。图6给出其模型。

　　图 6 上一图给出的电流源模型